Teiste planeetide massi leidmine on keeruline ja tavaliselt tehakse seda nende kuude või neist mööda lendavate kosmoselaevade orbiitide mõõtmise teel. "See on esimene kord, kui keegi on kaalunud terveid planeedisüsteeme - kuude ja rõngastega planeete," ütles meeskonnajuht dr David David Bonni Saksamaal asuva Max-Plancki Instituudi raadioastronoomia meister. "Ja me oleme teinud varasemate tulemuste sõltumatu kontrolli, mis on suurepärane planeediteaduse jaoks."
Champion väidab, et planeetide masside mõõtmine sel uuel viisil võiks hõlmata tulevaste kosmosemissioonide jaoks vajalikke andmeid. Kuna mass loob gravitatsiooni ja planeedi gravitatsiooniline tõmme määrab orbiidi kõige ümber, mis selle ümber toimub - nii orbiidi suuruse kui ka selle täitmiseks kuluva aja jooksul -, aitab see tulevaste missioonide jaoks täpsemat navigeerimist.
Uus meetod põhineb parandustel, mida astronoomid teevad impulssidelt, väikestelt ketravatelt tähtedelt, mis edastavad regulaarselt raadiolaineid.
Maa liigub ümber Päikese ja see liikumine mõjutab täpselt seda, millal pulsar-signaalid siia jõuavad. Selle efekti eemaldamiseks arvutavad astronoomid, millal impulsid oleksid saabunud Päikesesüsteemi massi keskmesse ehk barycenterisse, mille ümber kõik planeedid tiirlevad. Kuna planeetide paigutus ümber Päikese muutub pidevalt, liigub ka barycenter ringi. Asendi leidmiseks kasutavad astronoomid nii tabelit (nn efemeriit), kus on näha kõik planeedid kindlal ajal, kui ka nende masside väärtusi, mis on juba mõõdetud. Kui need arvud on pisut valed ja katusekeskme asukoht on pisut vale, kuvatakse pulsari andmetes regulaarne, korduv ajastusvigade muster.
"Näiteks kui Jupiteri ja selle kuude mass on vale, näeme ajastusvigade mustrit, mis kordub 12 aasta jooksul, mis kulub Jupiteril Päikese tiirlemisele," ütles dr Dick Manchester CSIRO astronoomia ja kosmoseteaduse esindajatest. Kuid kui Jupiteri ja selle kuude mass korrigeeritakse, kaovad ajavead. See on tagasiside protsess, mida astronoomid on planeetide masside määramiseks kasutanud.
Nelja pulsaatori komplekti andmeid on kasutatud Merkuuri, Veenuse, Marsi, Jupiteri ja Saturni kaalumiseks nende kuude ja rõngastega. Enamik neist andmetest salvestati CSIRO Parkesi raadioteleskoobiga Ida-Austraalias, osa kaastöötlusega moodustasid Arecibo teleskoop Puerto Ricos ja Effelsbergi teleskoop Saksamaal. Massid olid kooskõlas kosmoselaevade abil mõõdetud massidega. Jovia süsteemi mass, .0009547921 (2) korda suurem kui Päikese mass, on oluliselt täpsem kui kosmoselaeva Pioneer ja Voyager järgi määratud mass ning vastab kosmoseaparaadi Galileo väärtusele, kuid on selle täpsus väiksem.
Uus mõõtmistehnika on tundlik kahesaja tuhande miljoni miljoni tonni massierinevuse suhtes - vaid 0,003% Maa massist ja ühe kümnekilomeetrise osaga Jupiteri massist.
"Lühiajaliselt jätkavad kosmoseaparaadid üksikute planeetide kõige täpsemaid mõõtmisi, kuid pulsar-tehnika on parim planeetide jaoks, mida kosmoselaevad ei külasta, ning planeetide ja nende kuude kombineeritud masside mõõtmiseks," ütles CSIRO Dr George Hobbs, veel üks uurimisrühma liige.
Mõõtmiste kordamine parandaks väärtusi veelgi. Kui astronoomid vaatasid seitsme aasta jooksul 20 pulsi, siis kaaluksid nad Jupiterit täpsemini kui kosmoselaevad. Tehes sama
Saturnil kuluks 13 aastat.
"Astronoomid vajavad seda täpset ajastust, kuna nad kasutavad Einsteini üldise relatiivsusteooria kohaselt ennustatud gravitatsiooniliste lainete jahtimiseks pulsereid," ütles Max-Plancki instituudi uurimisrühma "Raadioastronoomia põhifüüsika põhifüüsika" juhataja professor Michael Kramer. fuer Radioastronomie. "Nende lainete leidmine sõltub impulsside signaalide ajastamise minutimuutuste märkamisest ja seetõttu tuleb arvestada kõigi muude ajastusvigade allikatega, sealhulgas Päikesesüsteemi planeetide jälgedega."
Selle projektiga on seotud astronoomid Austraaliast, Saksamaalt, Suurbritanniast, Kanadast ja USA-st.
Paber: Päikesesüsteemi planeetide massi mõõtmine Pulsari ajastuse abil
Allikas: Max Planck
